(57)【要約】【課題】振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付与することができるようにする。【解決手段】パラメータ入力部１４を通じて受け付けた指示入力に応じた周波数特性情報をＩＩＲフィルタ１５により形成し、この周波数特性情報に基づいて、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６により、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性が直線特性となるようにするＦＩＲフィルタ係数を算出する。このＦＩＲフィルタ係数を用い、ユーザーの指示入力に応じた周波数特性情報に応じた周波数特性を、ＦＩＲフィルタ１２により入力音声信号に対して付加する。【選択図】図１
2010050875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付ける受付手段と、
前記受付手段からの前記指示入力に応じて周波数特性情報を形成する特性情報形成手段と、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性を直線位相に制御する調整情報を算出する調整情報算出手段と、
前記調整情報算出手段からの前記調整情報を用い、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加手段と
を備えるイコライザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のイコライザ装置であって、
前記周波数特性付加手段は、前記調整情報を用いて、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を畳み込み演算により付加する有限インパルス応答フィルタであるイコライザ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のイコライザ装置であって、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報を、周波数軸領域の周波数特性情報に変換する特性直交変換手段と、
時間軸領域の入力音声信号を、周波数軸領域の入力音声信号に変換する入力信号直交変換手段と、
前記周波数特性付加手段からの周波数軸領域の出力音声信号を、時間軸領域の信号に変換する逆直交変換手段と
を備え、
前記調整情報算出手段は、前記特性直交変換手段からの周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域の前記調整情報を算出するものであり、
前記周波数特性付加手段は、前記入力信号直交変換手段からの周波数軸領域の入力音声信号に対して、前記調整情報算出手段からの周波数軸領域の前記調整情報を乗算することにより、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を付加する乗算手段であるイコライザ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のイコライザ装置であって、
単位時間に一定レベルのインパルス信号を発生させるインパルス発生手段を備え、
前記特性情報形成手段は、前記インパルスは発生手段からの前記インパルス信号に対して、前記周波数特性情報に応じた振幅情報および位相情報を付加して出力するイコライザ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のイコライザ装置であって、
前記特性情報形成手段からの時間軸領域の前記周波数特性情報を周波数軸領域の周波数特性情報に変換する直交変換手段と、
前記調整情報算出手段からの周波数軸領域の前記調整情報を時間軸領域の調整情報に変換する調整情報逆直交変換手段と、
前記調整情報逆直交変換手段からの時間軸領域の前記調整情報について、時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替える転置手段と
を備え、
前記調整情報算出手段は、前記直交変換手段からの周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を０（ゼロ）度に直線化する位相等価処理とを行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加手段は、前記転置手段からの転置処理された前記調整情報を用いて、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加するイコライザ装置。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載のイコライザ装置であって、
前記調整情報算出手段からの周波数軸領域の前記調整情報を時間軸領域の調整情報に変換する調整情報逆直交変換手段と、
前記調整情報逆直交変換手段からの時間軸領域の前記調整情報について、時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替える転置手段と、
前記転置手段からの転置された時間軸領域の前記調整情報を、周波数軸領域の調整情報に変換する調整情報直交変換手段と
を備え、
前記調整情報算出手段は、前記特性直交変換手段からの周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を０（ゼロ）度に直線化する位相等価処理とを行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加手段は、前記調整情報直交変換手段からの周波数軸領域の前記調整情報を用いて、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加するイコライザ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のイコライザ装置であって、
前記受付手段は、予め決められた周波数帯域毎に周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付けることができるものであり、
前記特性情報形成手段は、前記受付手段からの予め決められた周波数帯域毎の前記指示入力に応じて、当該予め決められた周波数帯域毎の周波数特性情報を形成する複数の無限インパルス応答フィルタと、前記複数の無限インパルス応答フィルタのそれぞれ毎に、そのそれぞれからの前記周波数特性情報に基づいて周波数軸上の振幅値を算出する複数の振幅算出手段と、前記複数の振幅算出手段からの前記振幅値を加算する加算手段とからなり、
前記調整情報算出手段からの周波数軸領域の調整情報を時間軸領域の調整情報に変換する制御データ逆直交変換手段と、
前記調整情報逆直交変換手段からの時間軸領域の前記調整情報について、時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替える転置手段と
を備え、
前記調整情報算出手段は、前記加算手段からの振幅値に基づいて、周波数軸領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を直線位相にするようにする位相等価処理を行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加手段は、前記転置手段からの転置処理された前記調整情報を用いて、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加するイコライザ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のイコライザ装置であって、
時間軸上の情報である入力音声信号を、周波数軸領域の信号に変換する入力信号直交変換手段と、
前記周波数特性付加手段からの周波数軸上の出力音声信号を、時間軸上の信号に変換する逆直交変換手段と、
前記転置手段からの転置処理された時間軸領域の前記調整情報を、周波数軸上の調整情報に変換する調整情報直交変換手段と
を備え、
前記周波数特性付加手段は、前記入力信号直交変換手段からの周波数軸領域の入力信号に対して、前記調整情報直交変換手段からの前記調整情報を用いて、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を付加するイコライザ装置。
【請求項９】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７または請求項８に記載のイコライザ装置であって、
前記特性情報形成手段は、無限インパルス応答フィルタにより構成されるイコライザ装置。
【請求項１０】
請求項４に記載のイコライザ装置であって、
前記特性情報形成手段は、振幅周波数特性として、デシベル値を本来実現すべきデシベル値の２分の１とし、Ｑ値を本来実現すべきＱ値よりも小さく設定するイコライザ装置。
【請求項１１】
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を、受付手段を通じて受け付ける受付工程と、
前記受付工程において受け付けた前記指示入力に応じて、特性情報形成手段が周波数特性情報を形成する特性情報形成工程と、
前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性を直線位相に制御する調整情報を、調整情報算出手段が算出する調整情報算出工程と、
前記調整情報算出工程において算出した前記調整情報を用い、前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、周波数特性付加手段が入力音声信号に対して付加する周波数特性付加工程と
を有する周波数特性付加方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の周波数特性付加方法であって、
前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報を、特性直交変換手段が周波数軸領域の周波数特性情報に変換する特性直交変換工程と、
時間軸領域の入力音声信号を、入力信号直交変換手段が、周波数軸領域の入力音声信号に変換する入力信号直交変換工程と、
前記周波数特性付加工程において周波数特性を付加した周波数軸領域の出力音声信号を、逆直交変換手段が時間軸領域の信号に変換する逆直交変換工程と
を有し、
前記調整情報算出工程においては、前記特性直交変換工程において変換した周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域の前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加工程においては、前記入力信号直交変換工程において変換した周波数軸領域の入力音声信号に対して、前記調整情報算出工程において算出した周波数軸領域の前記調整情報を乗算することにより、前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を付加する乗算処理を行う周波数特性付加方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の周波数特性付加方法であって、
インパルス発生手段が、単位時間に一定レベルのインパルス信号を発生させるインパルス発生工程を有し、
前記特性情報形成工程においては、前記インパルス発生工程において発生させた前記インパルス信号に対して、前記周波数特性情報に応じた振幅情報および位相情報を付加して出力する周波数特性付加方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の周波数特性付加方法であって、
前記特性情報形成工程において形成した時間軸領域の前記周波数特性情報を、直交変換手段が周波数軸領域の周波数特性情報に変換する直交変換工程と、
前記調整情報算出工程において算出した周波数軸領域の前記調整情報を、調整情報逆直交変換手段が時間軸領域の調整情報に変換する調整情報逆直交変換工程と、
前記調整情報逆直交変換工程において変換した時間軸領域の前記調整情報について、転置手段が、時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替えて、前記周波数特性付加工程において利用できるようにする転置工程と
を有し、
前記調整情報算出工程においては、前記直交変換工程において変換した周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を０（ゼロ）度に直線化する位相等価処理とを行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加工程においては、前記転置工程において転置処理した前記調整情報を用いて、前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加方法。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１３に記載の周波数特性付加方法であって、
前記調整情報算出工程において算出した周波数軸領域の前記調整情報を、調整情報逆直交変換手段が時間軸領域の調整情報に変換して出力する調整情報逆直交変換工程と、
前記調整情報逆直交変換工程において変換した時間軸領域の前記調整情報について、転地手段が時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替える転置工程と、
前記転置工程において転置した時間軸領域の前記調整情報を、調整情報直交変換手段が周波数軸領域の調整情報に変換し、前記周波数特性付加工程において利用できるようにする調整情報直交変換工程と
を有し、
前記調整情報算出工程においては、前記特性直交変換工程において変換した周波数領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を０（ゼロ）度に直線化する位相等価処理とを行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加工程においては、前記調整情報直交変換工程において変換した周波数軸領域の前記調整情報を用いて、前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加方法。
【請求項１６】
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付ける受付ステップと、
前記受付ステップにおいて受け付けた前記指示入力に応じて、周波数特性情報を形成する特性情報形成ステップと、
前記特性情報形成ステップにおいて形成した前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し位相特性を直線位相に制御する調整情報を算出する調整情報算出ステップと、
前記調整情報算出ステップにおいて算出した前記調整情報を用い、前記特性情報形成ステップにおいて形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加ステップと
を入力音声信号を処理する音声信号処理装置に搭載されたコンピュータが実行するコンピュータ読み取り可能な周波数特性付加プログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の周波数特性付加プログラムであって、
前記特性情報形成ステップにおいて形成した前記周波数特性情報を、周波数軸領域の周波数特性情報に変換する特性直交変換ステップと、
時間軸領域の情報である入力音声信号を、周波数軸領域の信号に変換する入力信号直交変換ステップと、
前記周波数特性付加ステップにおいて周波数特性が付加された周波数軸領域の出力音声信号を、時間軸領域の信号に変換して出力する逆直交変換ステップと
を前記コンピュータが実行し、
前記調整情報算出ステップにおいては、前記特性直交変換ステップにおいて変換した周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域において前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加ステップにおいては、前記入力信号直交変換ステップにおいて変換した周波数軸領域の入力音声信号に対して、前記調整情報算出ステップにおいて算出した周波数軸領域の前記調整情報を乗算することにより、前記特性情報形成ステップにおいて形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を付加する乗算処理を行う周波数特性付加プログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の周波数特性付加プログラムであって、
単位時間に一定レベルのインパルス信号を発生させるインパルス発生ステップを有し、
前記特性情報形成ステップにおいては、前記インパルス発生ステップにおいて発生させた前記インパルス信号に対して、前記周波数特性情報に応じた振幅情報および位相情報を付加して出力する周波数特性付加プログラム。
【請求項１９】
請求項１６に記載の周波数特性付加プログラムであって、
前記特性情報形成ステップにおいて形成した時間軸領域の前記周波数特性情報を、周波数軸領域の周波数特性情報に変換する直交変換ステップと、
前記調整情報算出ステップにおいて算出した周波数軸領域の前記調整情報を、時間軸領域の調整情報に変換する調整情報逆直交変換ステップと、
前記調整情報逆直交変換ステップにおいて変換した時間軸領域の前記調整情報について、時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替えて、前記周波数特性付加ステップにおいて利用できるようにする転置ステップと
を前記コンピュータが実行し、
前記調整情報算出ステップにおいては、前記直交変換ステップにおいて変換した周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を０（ゼロ）度に直線化する位相等価処理とを行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加ステップにおいては、前記転置ステップにおいて転置処理した前記調整情報を用いて、前記特性情報形成ステップにおいて形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加プログラム。
【請求項２０】
請求項１６または請求項１７に記載の周波数特性付加プログラムであって、
前記調整情報算出ステップにおいて算出した周波数軸領域の前記調整情報を、時間軸領域の調整情報に変換して出力する調整情報逆直交変換ステップと、
前記調整情報逆直交変換ステップにおいて変換した時間軸領域の前記調整情報について、時間軸方向の前半部と後半部とを入れ替える転置ステップと、
前記転置ステップにおいて転置した時間軸領域の前記調整情報を、周波数軸領域の調整情報に変換し、前記周波数特性付加ステップにおいて利用できるようにする調整情報直交変換ステップと
を前記コンピュータが実行し、
前記調整情報算出ステップにおいては、前記特性直交変換ステップにおいて変換した周波数領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域において前記振幅特性を算出する振幅等価処理と、周波数軸領域において位相特性を０（ゼロ）度に直線化する位相等価処理とを行うことにより、前記調整情報を算出し、
前記周波数特性付加ステップにおいては、前記調整情報直交変換ステップにおいて変換した周波数軸領域の前記調整情報を用いて、前記特性情報形成工程において形成した前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加プログラム。
【請求項２１】
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付ける受付手段と、
前記受付手段からの前記指示入力に応じて周波数特性情報を形成する特性情報形成手段と、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性を直線位相に制御する調整情報を算出する調整情報算出手段と、
前記調整情報算出手段からの前記調整情報を用い、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加手段と
を備えるイコライザ部と、
入力音声信号に対して音像定位処理を施す信号処理部と
を備える音響再生装置。
【請求項２２】
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付ける受付手段と、
前記受付手段からの前記指示入力に応じて周波数特性情報を形成する特性情報形成手段と、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性を直線位相に制御する調整情報を算出する調整情報算出手段と、
前記調整情報算出手段からの前記調整情報と、音像定位処理のための伝達関数との提供を受けて、ユーザーの指示入力に応じた周波数特性を付与すると共に、目的とする音像定位を実現するための一体化した係数情報を形成する係数形成手段と、
一体化した前記係数情報を用い、入力音声信号に対して、周波数特性の付加と音像定位処理とを行う特性付加手段と
を備えた音響再生装置。
【請求項２３】
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付ける受付手段と、
前記受付手段からの前記指示入力に応じて周波数特性情報を形成する特性情報形成手段と、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性を直線位相に制御する調整情報を算出する調整情報算出手段と、
前記調整情報算出手段からの前記調整情報と、スピーカの逆特性を実現するための逆特性係数との提供を受けて、ユーザーの指示入力に応じた周波数特性を付与すると共に、スピーカの逆特性を実現するための一体化した係数情報を形成する係数形成手段と、
一体化した前記係数情報を用い、入力音声信号に対して、周波数特性の付加とスピーカ特性のキャンセル処理とを行う特性付加手段と
を備えた音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ヘッドホンシステムやスピーカシステムなどの種々の音響装置において用いられ、入力音声信号に対して周波数特性を付加する装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル音声信号を処理する種々の装置において、有限インパルス応答フィルタ（以下、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタという。）や無限インパルス応答フィルタ（以下、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタという。）が用いられている。
【０００３】
ＦＩＲフィルタの特徴を簡単に示すと、フィルタの応答特性であるインパルス応答が「有限」である、すなわち、有限個の標本でゼロに安定するという特徴がある。例えば、Ｎ次ＦＩＲフィルタは、インパルスに対してＮ＋１個の標本まで応答が持続する。
【０００４】
これに対して、ＩＩＲフィルタは、無限長の時間においてゼロでない値を返すインパルス応答関数を持つ。つまり、ＩＩＲフィルタは、後述もするように内部フィードバックがあり、無制限に応答し続ける可能性のあるものである。
【０００５】
そして、ＦＩＲフィルタを用いた技術としては、後に記す特許文献１、特許文献２に、タップ長の短いＦＩＲフィルタを用いても良好な信号処理を行うことが可能な信号処理装置並びに音響再生装置に関する技術が開示されている。
【０００６】
また、ＩＩＲフィルタを用いた技術としては、後に記す特許文献３に、マイクの出力信号を時間軸方向及び時間軸を逆上る方向にＩＩＲフィルタによりフィルタリング処理する音場処理装置に関する技術が開示されている。
【０００７】
なお、上述した特許文献１〜３は、以下に示す通りである。
【特許文献１】特開２００６−２７６８８３号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３３９５号公報
【特許文献３】特開２００７−０４３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、デジタル音声信号に対して周波数特性を付与するイコライザ装置においては、例えば、図２１に示すようなＩＩＲフィルタが広く用いられている。
【０００９】
図２１に示すＩＩＲフィルタは、加算回路ＡＤ１の前段に遅延回路Ｄ１、Ｄ２を備えると共に、それぞれの変数ａ０、ａ１、ａ２を乗算する乗算回路を備えている。また、加算回路ＡＤ１の後段に遅延回路Ｄ３、Ｄ４を備えると共に、それぞれの変数−ｂ１、−ｂ２を乗算する乗算回路を備えている。
【００１０】
ＩＩＲフィルタは、図２１に示したように、フィードバックを取り入れ、より少ないタップで希望するフィルタ特性を得ることができるものである。そして、図２１に示した構成のＩＩＲフィルタは、アナログ回路によるフィルタの伝達関数をＳ−Ｚ変換によりそのままデジタル処理に置き換えたものであり、デジタル信号処理による安定した特性を持ったイコライザカーブを実現できるという特徴を持つ。
【００１１】
しかしながら、このようなＩＩＲフィルタを用いた場合、振幅周波数特性に関しては、高精度かつ安定な特性を実現することができる。しかし。ＩＩＲフィルタを用いた場合、位相周波数特性に関しては、アナログフィルタ同様、変化周波数近傍から変化し、波形伝送歪を発生するという問題がある。
【００１２】
例えば、図２２は、１ｋＨｚを中心周波数としたピークフィルタをＩＩＲフィルタにて実現した場合の振幅周波数特性（上側）および郡遅延特性（下側）を示している。図２２に示したように、センター周波数（１ｋＨｚ）前後で、郡遅延特性が遅れる事が判る。また、この時のインパルス応答を現すと図２３に示すようになり、インパルス応答が急峻なものとならない。
【００１３】
この図２２、図２３に示した様な特性を有するＩＩＲフィルタにスイープサイン信号を入力した場合の様子を図２４に示す。図２４（Ａ）は、当該ＩＩＲフィルタへ入力したスイープサイン波を示し、図２４（Ｂ）は、当該ＩＩＲフィルタからの出力信号を示す。
【００１４】
図２４から分かるように、当該ＩＩＲフィルタの場合、入力されたサイン波（図２４（Ａ））はピーク周波数付近で波形伝送歪を発生し、図２４（Ｂ）に示したように、結果として位相が遅れた波形が出力される。
【００１５】
ここではスイープサイン波を入力信号とした場合の例を示した。しかし、実際の楽音データを処理する場合でも、様々なスペクトラムを含む信号が同時にＩＩＲフィルタに入力された場合、当該ＩＩＲフィルタによって郡遅延が発生した帯域のスペクトルは遅延することになり、音質や音像定位の劣化を招くことになる。
【００１６】
このように、ＩＩＲフィルタを用いた場合のイコライザ処理での位相回転による波形伝送歪を改善する手法として、図２５に示すような構成のＦＩＲフィルタを用いる方法がある。
【００１７】
図２４に示すＦＩＲフィルタは、遅延回路ｄ１、ｄ２、…、ｄｎ−１、ｄｎと、それぞれの変数ｈ０、ｈ１、ｈ２、…、ｈｎ−１、ｈｎを乗算する乗算器と、加算器ａｄ１、ａｄ２、…、ａｄｎ−１、ａｄｎとを備えている。
【００１８】
このような構成のＦＩＲフィルタを用いることで、振幅特性と同時に位相特性も直線位相特性に設定する事が可能となり、ＩＩＲフィルタを用いた場合のような波形伝送歪を回避する事が可能となる。
【００１９】
しかしながら、この様なＦＩＲフィルタを用いた場合には、以下のような問題がある。（１）フィルタ係数の算出が容易では無い。  
（２）一般的なグラフィックイコライザなどで使用される従来のアナログ回路互換イコライザの周波数特性との整合性がとりにくい。  
（３）全帯域に渡り一定の郡遅延を発生するため、出力信号に時間遅れを発生する。  
といった問題である。
【００２０】
特に（３）の問題は、例えば映画コンテンツなどのように、映像信号を伴う音声信号に用いた場合は、映像と音声の同期を損なうという問題も発生する。
【００２１】
このように、デジタル信号処理におけるイコライジング手法において、ＩＩＲフィルタを用いたイコライザ処理では、変化周波数近傍に位相回転あるいは郡遅延を発生する。このため、特定の帯域の周波数だけ時間遅れを発生する事により、波形伝送歪が発生してしまうという問題がある。
【００２２】
また、ＦＩＲフィルタによるイコライザ処理を行う場合も、従来のアナログ回路によるグラフィックイコライザとの整合性を確保するための係数決定が容易では無かったり、全帯域で発生する郡遅延により、時間遅れが大きくなったりするなどという問題がある。
【００２３】
以上のことに鑑み、この発明は、上記問題点を一掃し、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付加（付与）することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のイコライザ装置は、
周波数特性に関するユーザーからの指示入力を受け付ける受付手段と、
前記受付手段からの前記指示入力に応じて周波数特性情報を形成する特性情報形成手段と、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報に基づいて、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性を直線位相に制御する調整情報を算出する調整情報算出手段と、
前記調整情報算出手段からの前記調整情報を用い、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を、入力音声信号に対して付加する周波数特性付加手段と
を備える。
【００２５】
この請求項１に記載の発明のイコライザ装置によれば、受付手段を通じて受け付けた指示入力に応じた周波数特性情報が特性情報形成手段により形成される。この周波数特性情報に基づいて、調整情報算出手段により、当該周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性が直線特性となるようにする調整情報が算出される。
【００２６】
そして、算出された調整情報を用い、ユーザーの指示入力に応じた周波数特性情報に応じた周波数特性が、周波数特性付加手段により入力音声信号に対して付加される。
【００２７】
このように、入力音声信号に対して周波数特性を付与する場合に、ユーザーの指示入力に応じた周波数特性情報と同じ振幅特性を有し、位相特性が直線特性となるように調整された調整情報が算出される。この調整情報を用いて入力音声信号に対してユーザー指示に応じた周波数特性が付加される。これにより、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付加することができるようにされる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明のイコライザ装置は、請求項１に記載のイコライザ装置であって、
前記周波数特性付加手段は、前記調整情報を用いて、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を畳み込み演算により付加する有限インパルス応答フィルタである。
【００２９】
この請求項２に記載のイコライザ装置によれば、周波数特性付与手段は、有限インパルス応答フィルタが用いられて構成される。
【００３０】
これにより、有限インパルス応答フィルタに対して適切に調整情報（フィルタ係数）を設定することができると共に、当該調整情報は、振幅特性、位相特性とも適切に調整されたものである。
【００３１】
したがって、当該調整情報を用いた場合にも、入力音声信号に対して位相遅延を発生させることも無い。すなわち、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付加することができるようにされる。
【００３２】
また、請求項３に記載の発明のイコライザ装置は、請求項１に記載のイコライザ装置であって、
前記特性情報形成手段からの前記周波数特性情報を、周波数軸領域の周波数特性情報に変換する特性直交変換手段と、
時間軸領域の入力音声信号を、周波数軸領域の入力音声信号に変換する入力信号直交変換手段と、
前記周波数特性付加手段からの周波数軸領域の出力音声信号を、時間軸領域の信号に変換する逆直交変換手段と
を備え、
前記調整情報算出手段は、前記特性直交変換手段からの周波数軸領域の前記周波数特性情報に基づいて、周波数軸領域の前記調整情報を算出するものであり、
前記周波数特性付加手段は、前記入力信号直交変換手段からの周波数軸領域の入力音声信号に対して、前記調整情報算出手段からの周波数軸領域の前記調整情報を乗算することにより、前記特性情報形成手段により形成された前記周波数特性情報に応じた周波数特性を付加する乗算手段である。
【００３３】
この請求項３に記載の発明のイコライザ装置によれば、調整情報算出手段と周波数特性付加手段とは、いずれも周波数軸領域で信号処理するものである。このために、特性直交変換手段と、入力信号直交変換手段とが設けられ、周波数特性付加手段に対して、周波数軸領域の情報とされた入力音声信号と調整情報とを供給することができるようにされる。
【００３４】
周波数情報付加手段は、乗算手段の構成とされ、入力音声信号に対して調整情報が乗算されることにより、ユーザー指示に応じた周波数特性が入力音声信号に対して付与される。また、周波数軸領域の信号である周波数特性付加手段からの出力音声信号（ユーザー指示に応じた周波数特性が付加された信号）は、逆直交手段により時間軸領域の信号に変換される。
【００３５】
これにより、周波数軸領域において、入力音声信号に対してユーザー指示に応じた周波数特性を付加することができるようにされる。この場合にも、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付加することができるようにされる。
【００３６】
また、請求項４に記載の発明のイコライザ装置は、請求項３に記載のイコライザ装置であって、
単位時間に一定レベルのインパルス信号を発生させるインパルス発生手段を備え、
前記特性情報形成手段は、前記インパルスは発生手段からの前記インパルス信号に対して、前記周波数特性情報に応じた振幅情報および位相情報を付加して出力する。
【００３７】
この請求項４に記載の発明のイコライザ装置によれば、インパルス発生器により発生させたインパルス信号が特性情報形成手段に供給され、このインパルス信号に対してユーザー指示に応じた周波数特性が付与されて出力される。
【００３８】
これにより、特性情報形成手段により形成される周波数特性情報に応じた特性が付与されたインパルス信号を出力し、調整情報算出手段に供給することができるようにされる。すなわち、簡便な方法で特性情報形成手段により形成した周波数特性情報を調整情報算出手段に供給することができるようにされる。したがって、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付加することができるようにされる。
【発明の効果】
【００３９】
この発明によれば、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切にユーザー指示に応じた周波数特性を付加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図を参照しながら、この発明の一実施の形態について説明する。以下に説明する実施の形態においては、デジタル化された音声信号（デジタル音声信号）を処理する場合について説明する。しかし、アナログ音声信号を処理対象にする場合にも、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換処理を最初に行うことにより、全く同様に処理することが可能である。
【００４１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、この発明の装置、方法、プログラムの一実施の形態が適用された第１の実施の形態のイコライザ装置１を説明するためのブロック図である。図１に示すように、イコライザ装置１は、メインの信号処理系として、デジタル音声信号の入力端１１と、ＦＩＲフィルタ１２と、デジタル音声信号の出力端１３とを備えている。
【００４２】
また、イコライザ装置１は、ＦＩＲフィルタに対してフィルタ係数を設定するフィルタ係数処理系として、パラメータ入力部１４、ＩＩＲフィルタ１５、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６とを備えている。
【００４３】
そして、イコライザ装置１において、パラメータ入力部１４が受付手段としての機能を実現し、ＩＩＲフィルタ１５が特性情報形成手段としての機能を実現している。また、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６が、調整情報算出手段としての機能を実現し、ＦＩＲフィルタ１２が、周波数特性付加手段としての機能を実現している。
【００４４】
パラメータ入力部１４は、ユーザーからのデジタル音声信号に対して与えようとする周波数特性に関する指示入力を受け付け、当該指示入力を電気信号としてＩＩＲフィルタ１５に供給する。
【００４５】
ここで、パラメータ入力部１４は、周波数バンドごとにそのゲインやＱ値を指定するいわゆるグラフィックイコライザの様なものである。しかしこれに限らず、予めプリセットされている複数のイコライザカーブ（周波数特性に関する情報）から所望の特性を選択するもの、あるいは、特に選択機能を設けず、あらかじめプリセットされているただ1個のイコライザカーブだけを与えるものであっても良い。
【００４６】
ＩＩＲフィルタ１５は、パラメータ入力部１４からの周波数特性に関する指示入力に応じて、デジタル音声信号に与えるべき周波数特性情報（イコライザカーブ）を形成し、これをＦＩＲフィルタ係数算出部１６に供給する。
【００４７】
具体的に、ＩＩＲフィルタ１５は、一個あるいは複数のＩＩＲフィルタによって、オーバオールで指定された振幅特性を有するフィルタとして構成される。また、ＩＩＲフィルタ１５は、例えば、アナログ回路の伝達関数を双一次変換によりデジタル化したものが使用されアナログ回路に近い特性を有する。
【００４８】
なお、複数のＩＩＲフィルタを用いて特性情報形成手段としてのＩＩＲフィルタを構成する場合は、例えば、図２４に示したような２次のＩＩＲフィルタを縦続接続する事で実現できる。この場合、複数のＩＩＲフィルタで、異なる特性のイコライザを同時に実現することができるので、イコライザ特性が重複する部分における振幅精度も忠実に再現される。
【００４９】
例えば、個々のＩＩＲフィルタからの周波数特性情報を直線位相化した後にその振幅値を加算する方法では、周波数特性情報のエンベロープが重なる部分において、位相の回りによるレベルの変化が加味されないので、この部分の振幅周波数特性がずれる。
【００５０】
しかし、この発明が適用された第１の実施の形態のイコライザ装置１において、ＩＩＲフィルタ１５は、ＩＩＲフィルタを縦続接続した構成であるので、トータルの周波数特性情報に対して直線位相化することができる。これにより、周波数特性情報の上述したようなエンベロープが重なる部分においても、周波数特性のずれが生じることは無い。
【００５１】
ＦＩＲフィルタ係数算出部１６は、ＩＩＲフィルタ１５からの周波数特性情報に基づいて、振幅等価処理と位相等価処理を行って、ＦＩＲフィルタ１２に供給するフィルタ係数（調整情報）を形成し、これをＦＩＲフィルタ１２に供給する。
【００５２】
具体的にＦＩＲフィルタ係数算出部１６は、図１に示すように、振幅等価処理部１６１と位相等価係数発生器１６２とを備えたものである。
【００５３】
振幅等価処理部１６１は、ＩＩＲフィルタ１５からの周波数特性情報に基づき、振幅特性がＩＩＲフィルタ１５からの周波数特性情報と同じとなるようにする振幅等価係数を算出する。
【００５４】
位相等価係数発生器１６２は、ＩＩＲフィルタ１５からの周波数特性情報について、位相特性の直線位相化処理を行って、周波数特性が付与されるデジタル音声信号の位相特性を直線位相に制御する位相等価係数を算出する。
【００５５】
これら、振幅等価処理部１６１において算出された振幅等価係数と、位相等価係数発生器１６２において算出された位相等価係数とが、フィルタ係数としてＦＩＲフィルタ１２に供給される。
【００５６】
ＦＩＲフィルタ１２は、入力端１１を通じて供給されるデジタル音声信号に対して、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６からのフィルタ係数を畳み込む。これによって、入力端１１からのデジタル音声信号に対して、直線位相化されたユーザー指示に応じた周波数特性情報（イコライザカーブ）に応じた周波数特性を付加することができる。
【００５７】
ＦＩＲフィルタ１２においてユーザー指示に応じた周波数特性が付加されたデジタル音声信号は、出力端１３を通じて出力される。
【００５８】
図２は、イコライザ装置１の１ｋＨｚを中心周波数とした場合のＦＩＲフィルタ１２の特性を示す図である。図２において上段のグラフは振幅周波数特性を、下段のグラフは群遅延特性を示している。また、図３は、この時のＦＩＲフィルタ１２のインパルス応答の様子を示す図である。
【００５９】
図２の上段に示した振幅周波数特性のグラフから分かるように、振幅特性は中心周波数において良好に表現可能なものであることが分かる。また、図２の下段に示した群遅延特性のグラフから分かるように、群遅延特性は０ミリ秒（この例の場合には２３ミリ秒）に張り付いた特性となり、群遅延特性の乱れは発生せず、したがって波形伝送歪も発生しないことが分る。
【００６０】
また、図３のインパルス応答の様子から分るように、イコライザ装置１のＦＩＲフィルタ１２からのインパルス応答も急峻な特性となっており、位相の乱れを発生させることも無い状態であることが分る。
【００６１】
このように、第１の実施の形態のイコライザ装置１は、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６からのフィルタ係数により、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切に、パラメータ入力部１４を通じて受け付けたユーザー指示に応じた周波数特性を付与することができる。
【００６２】
［第１の実施の形態の変形例１］
図１に示したイコライザ装置１が、時間軸領域において信号処理を行うものであるのに対して、この変形例１のイコライザ装置２は、周波数軸領域において、信号処理を行うものである。
【００６３】
図４は、第１の実施の形態の変形例１のイコライザ装置２の構成を説明するためのブロック図である。図４に示すように、イコライザ装置２は、デジタル音声信号の入力端１１と、デジタル音声信号の出力端１３と、パラメータ入力部１４と、ＩＩＲフィルタ１５とを備える点は、図１に示したイコライザ装置１の場合と同様である。
【００６４】
そして、この変形例１のイコライザ装置２の場合には、図４に示すように、直交変換部２１と、乗算器２２と、逆直交変換部２３と、直交変換部２４と、調整情報算出部２５とを備えたものである。
【００６５】
したがって、イコライザ装置２においても、パラメータ入力部１４が受付手段としての機能を実現し、ＩＩＲフィルタ１５が特性情報形成手段としての機能を実現している。
【００６６】
そして、図４に示すイコライザ装置２においては、調整情報算出手段２５が、周波数軸領域において調整情報を算出する調整情報算出手段としての機能を実現している。また、イコライザ装置２において、乗算器２２が、周波数軸領域においてデジタル音声信号に対し、ユーザー指示に応じた周波数特性を付与する周波数特性付加手段としての機能を実現している。
【００６７】
また、直交変換部２１が入力信号直交変換手段としての機能を実現し、直交変換部２４が特性直交変換手段を実現し、逆直交変換部２３が逆直交変換手段を実現している。
【００６８】
そして、図４に示したイコライザ装置２においては、入力端１１を通じて入力されたデジタル音声信号は、直交変換部２１により周波数軸領域の信号に変換され、乗算部２２に供給される。
【００６９】
一方、ＩＩＲフィルタ１５からのユーザー指示に応じた周波数特性情報は、直交変換部２４により周波数軸領域の信号とされ、調整情報算出部２５に供給される。
【００７０】
調整情報算出部２５は、周波数軸領域の信号とされた周波数特性情報について、振幅等価処理と位相等価処理を行い、周波数軸領域の信号とされたデジタル音声信号に対して、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加するための調整情報を算出する。
【００７１】
具体的に調整情報算出部２５は、図４に示したように、振幅等価処理部２５１と位相等価係数発生器２５２とを備えている。
【００７２】
振幅等価処理部２５１は、直交変換部２４からの周波数軸領域の信号とされた周波数特性情報に基づき、振幅等価処理を行い、振幅特性がＩＩＲフィルタ１５からの周波数特性情報と同じとなるようにする振幅等価係数を算出する。
【００７３】
位相等価係数発生器２５２は、直交変換部２４からの周波数軸領域の信号とされた周波数特性情報について、位相特性の直線位相化処理（位相等価処理）を行って、周波数特性が付与されるデジタル音声信号の位相特性を直線位相に制御する位相等価係数を算出する。
【００７４】
これら、周波数軸領域の信号である、振幅等価処理部２５１において算出された振幅等価係数と、位相等価係数発生器２５２において算出された位相等価係数とが、調整情報として乗算器２２に供給される。
【００７５】
乗算器２２には、上述したように、直交変換部２１により周波数軸領域の信号とされたデジタル音声信号が供給されており、このデジタル音声信号に対して、調整情報算出部２５からの調整情報が乗算される。これにより、乗算器２２において、ユーザー指示に応じた周波数特性が付加された周波数軸領域のデジタル音声信号が形成される。
【００７６】
乗算器２２からの周波数軸領域のデジタル音声信号は、逆直交変換部２３において逆直交変換処理されることにより、時間軸領域のデジタル音声信号に変換され、これが出力端１３を通じて出力される。
【００７７】
このように、図４に示した第１の実施の形態の変形例１のイコライザ装置２においては、周波数軸領域において、デジタル音声信号に対して、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加し、これを時間軸領域の信号に戻した後に出力することができる。
【００７８】
そして、この第１の実施の形態の変形例１のイコライザ装置２においても、調整情報算出手段２５からの調整情報により、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切に、パラメータ入力部１４を通じて受け付けたユーザー指示に応じた周波数特性を付与することができる。
【００７９】
［第１の実施の形態の変形例２］
この第１の実施の形態の変形例２のイコライザ装置３は、ＩＩＲフィルタ１５において形成する周波数特性情報を簡便な方法で取得し、後段の処理部に供給することができるものである。
【００８０】
図５は、第１の実施の形態の変形例２のイコライザ装置３の構成を説明するためのブロック図である。図５と図４とを比較すると分るように、この変形例２のイコライザ装置３は、インパルス発生器３１と、窓関数処理部３２とを備える点を除けば、図４に示した変形例２のイコライザ装置２と同様に構成されるものである。
【００８１】
このために、図５に示したイコライザ装置３において、図４に示したイコライザ装置２と同様に構成される部分には、同じ参照符号を付し、当該部分についての説明は重複するので省略することとする。
【００８２】
イコライザ装置３のインパルス発生器３１は、単位時間に一定レベルのインパルス信号を発生させるものである。すなわち、インパルス発生器３１は、インパルス発生手段としての機能を実現している。
【００８３】
インパルス発生器３１において生成されたインパルス信号は、ＩＩＲフィルタ１５に供給される。ＩＩＲフィルタ１５は、上述もしたように、パラメータ入力部１４からのユーザーの指示入力に応じた周波数特性情報を形成するものである。
【００８４】
このため、ＩＩＲフィルタ１５からは、ユーザーの指示に応じた周波数特性の振幅情報、位相情報を含むインパルス信号（インパルス応答）が形成され、これが窓関数処理部３２を通じて直交変換部２４に供給される。
【００８５】
窓関数処理部３２は、ＩＩＲフィルタ１５からのインパルス信号を、乗算器２２における演算フレームのサイズに応じたサイズにする。直交変換部２４は、これに供給されたユーザー指示に応じた振幅情報、位相情報を含むインパルス信号を、周波数軸領域の信号に変換し、これを調整情報算出部２５に供給する。
【００８６】
調整情報算出部２５では、上述もしたように、周波数軸領域の信号である、振幅等価処理部２５１において算出された振幅等価係数と、位相等価係数発生器２５２において算出された位相等価係数とを調整情報として乗算器２２に供給する。
【００８７】
これにより、乗算器２２において、周波数軸領域のデジタル音声信号に対して、調整情報を乗算し、デジタル音声信号に対してユーザー指示に応じた周波数特性を付加し、これを逆直交変換部２３に供給する。
【００８８】
逆直交変換部２３は、上述もしたように、これに供給された周波数軸領域のデジタル音声信号を時間軸領域のデジタル音声信号に変換し、これを出力する。
【００８９】
このような構成のイコライザ装置３において、直交変換部２１、２４において、直交変換としてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）が用いられる場合について考える。
【００９０】
ここで、ＦＦＴにより得られたｎポイントの複素データを、  
ｘｒ［ｍ］  ＋  ｊｘｉ［ｍ］  （ｍ＝０、１、…、ｎ−１）  
と表すと、調整情報算出部２５の振幅等価処理部２５１では、  
ａｂｓ［ｍ］＝√（ｘｒ［ｍ］２＋ｘｉ［ｍ］２）  …（式１）  
なる振幅値（振幅特性）ａｂｓ［ｍ］が算出される。
【００９１】
このように、振幅値ａｂｓ［ｍ］は、ｘｒ［ｍ］の二乗とｘｉ［ｍ］の２乗の和の平方根として求められる。
【００９２】
また、調整情報算出部２５の位相等価係数発生器２５２では、  
ｘｒ［ｍ］  ＝  ａｂｓ［ｍ］  ＊  ｃｏｓ（−ＰＩ＊ｍ）  …（式２）  
ｘｉ［ｍ］  ＝  ａｂｓ［ｍ］  ＊  ｓｉｎ（−ＰＩ＊ｍ）  …（式３）  
なる、実部、虚部のデータが算出される。なお、（式２）、（式３）において文字「ＰＩ」は、弧度法における「π」を意味し、文字「＊」は乗算を意味する。
【００９３】
このようにして得られた調整情報が、乗算器２２においてデジタル音声信号に対してユーザー指示の周波数特性を付与するための調整情報として用いられる。これにより、ＩＩＲフィルタと同じ振幅特性を持つと共に、直線位相特性を持つイコライザ装置３を簡単な構成で実現することができる。
【００９４】
［第１の実施の形態のその他の変形例］
なお、図１に示したイコライザ装置１や図４に示したイコライザ装置２のＩＩＲフィルタ１５の前段にインパルス発生器３１を設けたイコライザ装置を構成することも可能である。
【００９５】
また、図１に示したイコライザ装置１において、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６を、図４を用いて説明した調整情報算出部２５に替えることもできる。この場合、ＩＩＲフィルタ１５と調整情報算出部２５との間に直交変換部を設け、調整情報算出部２５とＦＩＲフィルタ１２との間に逆直交変換部を設けるようにすればよい。
【００９６】
また、図１、図４、図５に示した構成のイコライザ装置において、各部が実現する機能をプログラムによって実現するようにし、音響装置に搭載されたコンピュータに当該プログラムを実行させることにより、この発明のイコライザ装置を構成することもできる。
【００９７】
＜第２の実施の形態＞
次に、この発明の装置、方法、プログラムの一実施の形態が適用された第２の実施の形態のイコライザ装置について説明する。この第２の実施の形態のイコライザ装置は、以下に詳述するが調整情報算出部における処理をより簡便に行うことができるようにしたものである。
【００９８】
図６は、第２の実施の形態のイコライザ装置４を説明するためのブロック図である。図６に示すイコライザ装置４は、図５に示した第１の実施の形態の変形例２として説明したイコライザ装置３において、乗算器２２をＦＩＲフィルタ１２に変更したものである。
【００９９】
さらに、図６と図４とを比較すると明らかなように、図６に示した第２の実施の形態のイコライザ装置４においては、直交変換部２１と逆直交変換部２３とは用いないようにしている。
【０１００】
また、図６に示したイコライザ装置４は、第１の実施の形態の調整情報算出部２５とは処理の内容が異なる調整情報算出部４１を備えるものである。また、図６に示したイコライザ装置４は、調整情報算出部４１とＦＩＲフィルタ１２との間には、逆直交変換部４２と、データ転置部４３とを有する構成となっている。
【０１０１】
このため、図６に示したイコライザ装置４において、図５に示したイコライザ装置３と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、当該部分についての説明は重複するので省略することとする。
【０１０２】
すなわち、この第２の実施の形態のイコライザ装置４において、直交変換部２４が直交変換手段としての機能を実現し、逆直交変換部４２が調整情報逆直交変換手段としての機能を実現し、データ転置部４３が転置手段としての機能を実現している。
【０１０３】
また、調整情報算出部４１が調整情報算出手段としての機能を実現し、ＦＩＲフィルタ１２が周波数特性付加手段としての機能を実現している。
【０１０４】
また、パラメータ入力部１４が受付手段としての機能を実現し、ＩＩＲフィルタ１５が特性情報形成手段としての機能を実現し、直交変換部２４が特性直交変換手段としての機能を実現している。また、インパルス発生器３１がインパルス発生手段としての機能を実現している。
【０１０５】
そして、図６に示した第２の実施の形態のイコライザ装置４では、調整情報算出部４１においての調整情報の算出方式が、第１の実施の形態のイコライザ装置２、３の調整情報算出部２５よりも簡便なものとなっている。
【０１０６】
この第２の実施の形態のイコライザ装置４の調整情報算出部４１もまた、振幅等価処理部４１１と位相等価係数発生器４１２とを備えたものである。
【０１０７】
調整情報算出部４１の振幅等価処理部４１１では、図５を用いて説明したイコライザ装置３の振幅等価処理部２５１の場合と同様に、ＩＩＲフィルタ１５からの周波数特性情報と等価な振幅値が算出され、これを実部データとする。すなわち、振幅等価処理部４１１では、  
ｘｒ［ｍ］  ＝  （ｘｒ［ｍ］２＋ｘｉ［ｍ］２）    …（式４）  
なる演算が行われ、振幅値（振幅係数）が求められる。
【０１０８】
一方、調整情報算出部４１の位相等価係数発生器４１２においては、  
ｘｉ［ｍ］  ＝  ０    …（式５）  
とし、これを虚部データとする。これら実部（ｘｒ［ｍ］）、虚部（ｘｉ［ｍ］）を、調整情報とする。
【０１０９】
こうして算出された調整情報は、逆直交変換部４２において、時間軸領域のインパルス応答に変換される。しかし、この時点において、インパルス応答は、上述した（式４）、（式５）の処理により、前半部と後半部が転置された状態になっており、所望の直線位相特性となっていない。
【０１１０】
そこで、逆直交変換部４２からのインパルス応答は、データ転置部４３において、時間軸方向の前半部と、後半部を転置する（入れ替える）。こうして算出されたインパルス応答の形のフィルタ係数が、ＦＩＲフィルタ１２に供給される。
【０１１１】
これにより、ＦＩＲフィルタ１２において、入力端１１からのデジタル音声信号に対して、フィルタ係数が畳み込まれ、ユーザーの指示に応じた周波数特性が付加される。すなわち、ＦＩＲフィルタ１２を、時間軸領域において直線位相フィルタとして用いることができるようにされる。
【０１１２】
したがって、このイコライザ装置４の場合にも、ＩＩＲフィルタと同じ振幅特性を持つと共に、直線位相特性を持つイコライザ装置を簡単な構成で実現することができる。
【０１１３】
図７は、図６に示したイコライザ装置４のデータ転置部４３の処理を説明するための図である。図７（Ａ）に示すインパルス応答の状態が時間軸領域における本来の調整情報であるとする。すなわち、図７において、横軸が時間軸、縦軸が振幅である。
【０１１４】
しかし、（式４）、（式５）に示したように、イコライザ装置４の調整情報算出部４１においては、位相等価係数発生器４１２において虚数部を０（ゼロ）としているので、位相については適切に考慮されていない。
【０１１５】
このため、図６に示したイコライザ装置４において、逆直交変換部４２からの時間軸領域の信号とされた調整情報（インパルス応答）は、図７（Ｂ）に示すように、本来の形状（図７（Ａ））とは、時間軸方向にその前半部と後半部とが逆転した状態となっている。
【０１１６】
そこで、図６に示したイコライザ装置４においては、図７（Ｃ）に示すように、逆直交変換部４２からの調整情報を、その時間軸方向において前半部と後半部とを入れ替える処理（転置処理）を行う。これにより、位相をも正しく考慮し、所望の直線位相特性を実現するようにしている。
【０１１７】
なお、図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、参照符号Ｂが示す本来の後半部（図７（Ｂ）においては前半の部分と、参照符号Ａが示す本来の前半部（図７（Ｂ）においては後半の部分）とを入れ替えることを、この明細書においては「転置」と呼んでいる。
【０１１８】
このようにして、この第２の実施の形態のイコライザ装置４においても、調整情報算出部４１における処理を簡単にしつつ、ユーザーからの指示応じて、適切な振幅特性を付与するともに、直線位相特性を持つイコライザ装置４を簡単な構成で実現することができる。
【０１１９】
［第２の実施の形態の変形例］
図６に示したイコライザ装置４が、時間軸領域において信号処理を行うものであるのに対して、この変形例のイコライザ装置５は、周波数軸領域において、信号処理を行うものである。
【０１２０】
図８は、第２の実施の形態の変形例のイコライザ装置５の構成を説明するためのブロック図である。図８に示すように、イコライザ装置５は、直交変換部５１、乗算部５２、逆直交変換部５３、直交変換部５４を備える点を除けば、図６に示したイコライザ装置４と同様に構成されたものである。
【０１２１】
このため、図８に示すイコライザ装置５においては、図６に示したイコライザ装置４と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その部分の説明については重複するので省略する。
【０１２２】
また、図８において、直交変換部５１、乗算部５２、逆直交変換部５３のそれぞれは、図４を用いて説明した第１の実施の形態の変形例１のイコライザ装置２における、直交変換部２１、乗算部２２、逆直交変換部２３の対応する部分と同様に構成されたものである。
【０１２３】
したがって、この第２の実施の形態の変形例のイコライザ装置５においては、逆直交変換部４２が調整情報逆直交変換手段の機能を実現し、データ転置部４３が転置手段の機能を実現し、直交変換部５４が調整情報直交変換手段としての機能を実現している。
【０１２４】
また、調整情報算出部４１が調整情報算出手段として機能を実現し、乗算器５２が周波数特性付加手段としての機能を実現している。
【０１２５】
そして、図８に示したイコライザ装置５においては、入力端１１を通じて入力されたデジタル音声信号は、直交変換部５１１により周波数軸領域の信号に変換され、乗算部５２に供給される。
【０１２６】
また、図６に示したイコライザ装置４の場合と同様に、調整情報算出部４１において算出された調整情報は、逆直交変換部４２において逆直交変換されて時間軸領域の調整情報にされる。
【０１２７】
逆直交変換部４２からの時間軸領域の調整情報は、データ転置部４３において、図７を用いて説明したように、時間軸方向の前半部と後半部とが転置され（入れ替えられ）、転置処理後の調整情報が、直交変換部５４に供給される。
【０１２８】
直交変換部４３は、これに供給された時間軸領域の調整情報を、再度、周波数軸領域の調整情報に変換し、これを乗算器５２に供給される。
【０１２９】
乗算器５２には、上述したように、直交変換部５１により周波数軸領域の信号とされたデジタル音声信号が供給されており、このデジタル音声信号に対して、調整情報算出部４１からの調整情報が乗算される。これにより、乗算器５２において、ユーザー指示に応じた周波数特性が付加された周波数軸領域のデジタル音声信号が形成される。
【０１３０】
乗算器５２からの周波数軸領域のデジタル音声信号は、逆直交変換部５３において逆直交変換処理されることにより、時間軸領域のデジタル音声信号に変換され、これが出力端１３を通じて出力される。
【０１３１】
このように、図８に示した第２の実施の形態の変形例のイコライザ装置５においては、周波数軸領域において、デジタル音声信号に対して、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加し、これを時間軸領域の信号に戻した後に出力することができる。
【０１３２】
そして、この第２の実施の形態の変形例のイコライザ装置５においても、調整情報算出手段４１からの調整情報により、振幅特性及び位相特性を劣化させること無く、入力音声信号に対して適切に、パラメータ入力部１４を通じて受け付けたユーザー指示に応じた周波数特性を付与することができる。
【０１３３】
このようにして、この第２の実施の形態の変形例のイコライザ装置５においても、調整情報算出部４１における処理を簡単にしつつ、ユーザーからの指示応じて、適切な振幅特性を付与するともに、直線位相特性を持つイコライザ装置５を簡単な構成で実現することができる。
【０１３４】
そして、図６、図８に示した第２の実施の形態のイコライザ装置４、５の場合には、図１、図４、図５に示した第１の実施の形態のイコライザ装置１、２、３に比べて、位相等価係数発生器における位相項の周波数領域の計算が０（ゼロ）となる。
【０１３５】
このため、上述した（式１）〜（式３）に至る周波数領域での係数を求める計算が簡便になり、調整情報算出部４１における処理の負荷を低減させることができる。
【０１３６】
また、図６、図８に示した構成のイコライザ装置において、各部が実現する機能をプログラムによって実現するようにし、音響装置に搭載されたコンピュータに当該プログラムを実行させることにより、この発明のイコライザ装置を構成することもできる。
【０１３７】
＜第３の実施の形態＞
次に、この発明の装置、方法、プログラムが適用された第３の実施の形態のイコライザ装置について説明する。この第３の実施の形態のイコライザ装置は、上述した第２の実施の形態のイコライザ装置４、５の場合と同様に、調整情報を、虚数項（位相項）を０（ゼロ）にして簡便に求めるものである。
【０１３８】
さらに、この第３の実施の形態のイコライザ装置は、ユーザーからの指示入力に応じた振幅特性は、予め分割される周波数帯域毎に適切に把握し、これに基づき、デジタル音声信号に対して、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加するものである。
【０１３９】
図９は、この第３の実施の形態のイコライザ装置６を説明するためのブロック図である。図９と図６とを比較すると分るように、図９に示すイコライザ装置６は、図６に示した第２の実施の形態のイコライザ装置４とは、調整情報算出部４１よりも前段の構成が異なるものである。
【０１４０】
すなわち、図９のイコライザ装置６は、デジタル音声信号の入力端１１、ＦＩＲフィルタ１２、デジタル音声信号の出力端１３、調整情報算出部４１、逆直交変換部４２、データ転置部４３を備える構成は、図６に示したイコライザ装置４と同じである。
【０１４１】
このため、図９に示すイコライザ装置６において、図６に示したイコライザ装置４と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、当該部分についての説明は重複するので省略することとする。
【０１４２】
そして、図９に示した第３の実施の形態のイコライザ装置６において、パラメータ入力部１４が、受付手段としての機能を実現するものである。そして、イコライザ装置６において、パラメータ入力部１４は、予め分割するようにされた周波数帯域毎に目的とする周波数特性に関する情報の入力を受け付けることができるものである。
【０１４３】
また、詳しくは後述もするように、ＩＩＲフィルタ部６１、スペクトル振幅算出部６２、加算器６３からなる部分が、特性情報形成手段としての機能を実現している。
【０１４４】
なお、ＩＩＲフィルタ部６１は、図９に示すように、予め分割するようにされた周波数帯域毎に、複数のＩＩＲフィルタが設けられたものである。具体的にＩＩＲフィルタ部６１は、３つのＩＩＲフィルタ６１１、６１２、６１３からなっている。
【０１４５】
スペクトル振幅算出部６２もまた、予め分割するようにされた周波数帯域毎に、複数のスペクトル振幅差出器が設けられたものである。具体的にスペクトル振幅算出器６２は、３つのスペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３からなっている。
【０１４６】
そして、この第３の実施の形態のイコライザ装置６において、ＩＩＲフィルタ部６１のＩＩＲフィルタ６１１、６１２、６１３のそれぞれは、図２１に示した構成の２次のＩＩＲフィルタであるものとする。
【０１４７】
この場合、ＩＩＲフィルタ６１１、６１２、６１３のそれぞれにおいては、パラメータ入力部１４を通じて受け付けたユーザーからの指示入力に基づいて、ＩＩＲフィルタを構成する各乗算回路の変数ａ０、ａ１、ａ２、−ｂ１、−ｂ２を変更する。これにより、各周波数帯域において、ユーザー指示に応じた周波数特性を表現することができる。
【０１４８】
そして、スペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３のそれぞれは、ＩＩＲフィルタ６１１、６１２、６１３からの出力信号（周波数特性情報）に基づいて、各周波数帯域における振幅特性を算出する。
【０１４９】
すなわち、図２１に示した構成の２次のＩＩＲフィルタの場合、その振幅特性Ｍ（ω）は、次に（式６）により求めることができる。つまり、  
Ｍ（ω）＝√（Ｐ／Ｒ）    …（式６）
となる。
【０１５０】
ここで、
Ｐ＝（a0＋a1 cos ωT＋a2 cos 2ωT）2＋（a1 sin ωT＋a2 sin 2ωT）2  …（式７）  
Ｒ＝（ 1＋b1 cos ωT＋b2 cos 2ωT）2＋（b1 sin ωT＋b2 sin 2ωT）2  …（式８）  
ω＝２πｆ  
Ｔ＝１／ｆｓ  
ｆｓ＝サンプリング周波数  
である。
【０１５１】
なお、（式７）、（式８）において、文字ａ０、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２のそれぞれは、図２１に示した構成の２次のＩＩＲフィルタの各乗算回路の変数である。
【０１５２】
したがって、スペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３のそれぞれにおいては、イＩＩＲフィルタ６１１、６１２、６１３の内の対応するＩＩＲフィルタから、各乗算回路における変数ａ０、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２の提供を受ける。
【０１５３】
そして、スペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３のそれぞれにおいては、上述した（式６）、（式７）、（式８）に従った演算を行う。これにより、スペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３のそれぞれにおいては、対応するＩＩＲフィルタ６１１、６１２、６１３での振幅ゲインが算出される。
【０１５４】
このようにして、スペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３のそれぞれにおいて算出されたゲインは、加算器６３に供給される。加算器６３は、これに供給されたスペクトル振幅算出器６２１、６２２、６２３からのゲインをデシベル換算で加算することにより、周波数帯域毎（周波数ポイント）毎のトータルゲインを算出することができる。
【０１５５】
そして、加算器６３からのトータルゲインは、周波数特性情報として、調整情報算出部４１に供給される。
【０１５６】
調整情報算出部４１においては、上述した第２の実施の形態のイコライザ装置４、５において説明したように、位相項（虚数項）を０（ゼロ）として、調整情報を算出するようにする。ここで算出された調整情報は、逆直交変換部４２により時間軸領域の信号に変換された後、データ転置部４３において図７を用いて説明した転置処理が成されてＦＩＲフィルタ１２に供給される。
【０１５７】
これにより、この第３の実施の形態の変形例のイコライザ装置５においても、調整情報算出部４１における処理を簡単にしつつ、ユーザーからの指示応じて、適切な振幅特性を付与することができる。また、直線位相特性を持つイコライザ装置６を簡単な構成で実現することができる。
【０１５８】
［第３の実施の形態の変形例］
図９に示したイコライザ装置６が、時間軸領域において信号処理を行うものであるのに対して、この変形例のイコライザ装置７は、周波数軸領域において、信号処理を行うものである。
【０１５９】
図１０は、第３の実施の形態の変形例のイコライザ装置７の構成を説明するためのブロック図である。図１０と、前述した図８及び図９とを比較すると明らかなように、図１０に示すイコライザ装置７は、図８のイコライザ装置５の調整情報算出部４１の前段に、図９のイコライザ装置９のパラメータ入力部１４、ＩＩＲフィルタ部６１、スペクトル振幅算出部６２、加算器６３を設けた構成を有するものである。
【０１６０】
このため、図１０において、図８または図９と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、その詳細な説明については重複するので省略する。
【０１６１】
したがって、この第３の実施の形態の変形例のイコライザ装置７においては、直交変換部５１が入力信号直交変換手段としての機能を実現し、逆直交変換部５３が、逆直交変換手段としての機能を実現している。また、直交変換部５４が、調整情報直交変換手段としての機能を実現し、乗算器５２が周波数特性付加手段としての機能を実現している。
【０１６２】
そして、図１０に示した第３の実施の形態の変形例のイコライザ装置７の場合には、データ転置部４３において転置処理した調整情報を、直交変換部５４において周波数軸領域の調整情報にして乗算部５２に供給する構成となっている。これにより、ユーザー指示に応じた周波数特性を、入力されたデジタル音声信号に対し、周波数軸領域において付加することができるようにしている。
【０１６３】
この場合にも、調整情報算出部４１における処理を簡単にしつつ、ユーザーからの指示応じて、適切な振幅特性を付与することができる。また、直線位相特性を持つイコライザ装置７を簡単な構成で実現することができる。
【０１６４】
［第３の実施の形態の他の変形例］
なお、上述した第３の実施の形態において、調整情報算出部４１は、第２の実施の形態のイコライザ装置４、５の場合と同様に、位相項を０（ゼロ）として調整情報を算出するようにした。しかし、これに限るものではない。
【０１６５】
この第３の実施の形態のイコライザ装置６、７において、調整情報算出部４１に代えて、第１の実施の形態のイコライザ装置２、３で用いるようにした調整情報算出部２５を用いるようにすることもできる。
【０１６６】
すなわち、加算器６３からのトータルゲインを振幅値ａｂｓ（ｍ）として用い、上述した（式２）、（式３）にしたがって位相項を計算することで、直線位相を持つ調整情報（イコライザ係数）を周波数軸領域において求めることができる。
【０１６７】
このようにした求めた特性情報を用いて、デジタル音声信号に対して、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加することが可能である。換言すれば、図４、図５に示したイコライザ装置２、３において、調整情報算出部２５よりも前段の構成を、図９、図１０にしましたイコライザ装置６、７と同様の構成にすることもできる。
【０１６８】
また、図９、図１に示した構成のイコライザ装置において、各部が実現する機能をプログラムによって実現するようにし、音響装置に搭載されたコンピュータに当該プログラムを実行させることにより、この発明のイコライザ装置を構成することもできる。
【０１６９】
＜第４の実施の形態＞
次に、この発明の装置、方法、プログラムの一実施の形態が適用された第４の実施の形態のイコライザ装置について説明する。上述した第１〜第３の実施の形態において、各イコライザ装置の振幅等価処理部においては、（式１）や（式６）に示した演算を行うことにより振幅特性を求めるようにした。これら（式１）や（式６）の振幅特性演算においては、平方根を求める必要があった。
【０１７０】
しかし、振幅等価処理部などの信号処理装置が特に固定小数点処理のものであって、平方根処理を関数として持たない構成である場合、平方根計算は近似計算を行う必要がある。この場合、計算に時間がかかり、処理時間の増大の原因となる。
【０１７１】
そこで、この第４の実施の形態のイコライザ装置においては、ＩＩＲフィルタの設定値を、「ゲインが所望のゲインのデシベル表記で１／２」に、また、「Ｑ値が所望のＱ値よりも小さくなるように」予め設定する。このようにすることによって、振幅等価処理部内において、平方根演算を省略した近似計算を行うことができるようにしたものである。
【０１７２】
このため、イコライザ装置自体の構成は、図１〜図１０を用いて説明した第１〜第３の実施の形態のイコライザ装置１〜７と同様の構成を有する。しかし、ＩＩＲフィルタ１４についての設定値の内、ゲインとＱ値とを、上述した条件で設定するようにしている。
【０１７３】
具体的に説明する。例えば、図１１（Ａ）は、目標とする、振幅周波数特性を表している。ここでは、中心周波数を「１ｋＨｚ」、ゲインを「１０ｄＢ」、Ｑ値を「２」とするいわゆるピークフィルタの場合を例にする。
【０１７４】
これに対し、ＩＩＲフィルタ１４に於けるフィルタ特性を、図１１（Ｂ）に示すように設定する。図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）と比較すると分るように、図１１（Ｂ）の場合には、図１１（Ａ）に対して、ゲインがデシベル表記で１／２（２分の１）に、Ｑ値が約４／５（５分の４）に設定された場合を示している。
【０１７５】
このように、ゲインを予め１／２にしておくことで、上述した（式１）においては平方根を外し、  
ａｂｓ（ｍ）  ＝  （Ｘｍ２＋Ｙｍ２）    …（式９）
なる演算を行えばよいことになる。
【０１７６】
また、上述した（式６）の場合にも、平方根を外し、
Ｍ（ω）  ＝  （Ｐ／Ｒ）    …（式１０）
なる演算を行えばよいことになる。
【０１７７】
このように、ＩＩＲフィルタ１４におけるゲイン及びＱ値の設定を変えることにより、振幅等価処理部１６１、２５１、４１１における演算において、平方根による演算を省略することが可能となる。
【０１７８】
これにより、振幅等価処理部１６１、２５１、４１１における演算を簡略化し、計算に時間がかかることを防止し、処理時間の増大を招くことが無いようにすることができる。
【０１７９】
また、この第４の実施の形態の場合においても、各部が実現する機能をプログラムによって実現するようにし、音響装置に搭載されたコンピュータに当該プログラムを実行させることにより、この発明のイコライザ装置を構成することもできる。
【０１８０】
＜第５の実施の形態＞
次に、この発明によるイコライザ装置を適用したヘッドホンシステムの具体例について説明する。この第５の実施の形態のヘッドホンシステムは、以下に詳述するように、リスナ（ユーザー）の周りの任意の位置に音像を定位させることが可能なものであり、いわゆるバーチャルサラウンドヘッドホンシステムと呼ばれるものである。
【０１８１】
なお、バーチャルサラウンドヘッドホンシステムは、入力信号は原理的に何チャンネルでも対応可能である。しかし、以下においては説明を簡単にするため、左右２チャンネルのヘッドホンシステムに、この発明を適用した場合について説明する。
【０１８２】
図１２は、この第５の実施の形態のヘッドホンシステムの基本的な構成を説明するための図である。また、図１３は、図１２のヘッドホンシステムに適用された仮想音像定位処理の概念図である。また、図１４は、後述する伝達特性のインパルス応答の例を示す図である。また、図１５は、図１２に示した信号処理装置１０２の具体例を説明するためのブロック図である。
【０１８３】
図１２に示すように、第５の実施の形態のヘッドホンシステムは、左チャンネルの音声入力端子１０１Ｌ、右チャンネルの音声入力端子１０１Ｒを備えている。
【０１８４】
これら音声入力端子１０１Ｌ、１０１Ｒの後段には、信号処理装置１０２、左チャンネル用Ｄ／Ａ変換器１０３Ｌ、右チャンネル用Ｄ／Ａ変換器１０３Ｒ、左チャンネル用アンプ１０４Ｌ、右チャンネル用アンプ１０４Ｒ、ヘッドホン１０５が設けられる。
【０１８５】
そして、音声入力端子１０１Ｌ、１０１Ｒを通じて入力されたデジタル音声信号は、信号処理装置１０２に供給され、ここで各音声信号が作る音像を任意の位置に定位させるための信号処理（音像定位処理）が施される。
【０１８６】
信号処理装置１０２において音像定位処理が施された左右のデジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換器１０３Ｌ、１０３Ｒにおいてアナログ音声信号に変換される。アナログ音声信号に変換された左右の音声信号は、アンプ１０４Ｌ、１０４Ｒにおいて増幅された後、ヘッドホン１０５の対応するスピーカに供給される。これにより、音像定位処理が施された左右２チャンネルの音声信号に応じた音声が、ヘッドホンの対応するスピーカから放音される。
【０１８７】
そして、図１２に示した信号処理装置１０２においては、図１３に示すような、リスナＭの前方に置かれた２個のスピーカＳＬ、ＳＲからリスナＭの両耳にいたる伝達関数ＨＬＬ、ＨＬＲ、ＨＲＲ、ＨＲＬに相当する伝達特性が与えられるようにされる。
【０１８８】
ここで、伝達特性ＨＬＬは、スピーカＳＬからリスナＭの左耳ＹＬまでの伝達特性である。伝達特性ＨＬＲは、スピーカＳＬからリスナＭの右耳ＹＲまでの伝達特性である。伝達特性ＨＲＲは、スピーカＳＲからリスナＭの右耳ＹＲまでの伝達特性である。伝達特性ＨＲＬは、スピーカＳＲからリスナＭの左耳ＹＬまでの伝達特性である。
【０１８９】
これら伝達関数ＨＬＬ、ＨＬＲ、ＨＲＲ、ＨＲＬは、時間軸上で、図１４に示すようなインパルス応答として得ることができる。このインパルス応答を図１２の信号処理装置１０２において実現することで、ヘッドホンで再生音声を聞いた場合にも、図１３に示したように、リスナＭの前方の位置におかれたスピーカＳＬ、ＳＲが作るものと同等の音像を再現する事が可能となる。
【０１９０】
そして、上述したように、処理対象の音声信号に対して伝達関数ＨＬＬ、ＨＬＲ、ＨＲＲ、ＨＲＬを付加する処理は、図１２に示したヘッドホンシステムの信号処理装置１０２内に設けられるＦＩＲフィルタにより実現される。
【０１９１】
具体的に、図１２に示した信号処理装置１０２は、図１５に示すような構成とされる。すなわち、左チャンネルの音声入力端子１０１Ｌを通じて入力される音声信号に対しては、伝達関数ＨＬＬを実現するＦＩＲフィルタ１０２１と、伝達関数ＨＬＲを実現するＦＩＲフィルタ１０２２が設けられる。
【０１９２】
また、右チャンネルの音声入力端子１０１Ｒを通じて入力される音声信号に対しては、伝達関数ＨＲＬを実現するＦＩＲフィルタ１０２３と、伝達関数ＨＲＲを実現するＦＩＲフィルタ１０２４が設けられる。
【０１９３】
そして、ＦＩＲフィルタ１０２１からの出力信号と、ＦＩＲフィルタ１０２３からの出力信号は、加算器１０２５で加算処理されてヘッドホン１０５の左スピーカに供給される。また、ＦＩＲフィルタ１０２４からの出力信号と、ＦＩＲフィルタ１０２２からの出力信号は、加算器１０２６で加算処理されてヘッドホン１０５の右スピーカに供給される。
【０１９４】
このような構成の信号処理装置１０２により、左チャンネルの音声信号については、伝達関数ＨＬＬ、ＨＬＲを付加し、右チャンネルの音声信号には伝達関数ＨＲＬ、ＨＲＲを付加することができるようにされる。
【０１９５】
そして、伝達関数ＨＬＬが付加された左チャンネルの音声信号と伝達関数ＨＲＬが付加された右チャンネルの音声信号とが加算器１０２５で加算されて左スピーカに供給される。一方、伝達関数ＨＲＲが付加された右チャンネルの音声信号と伝達関数ＨＬＲが付加された左チャンネルの音声信号とが加算器１０２６で加算されて右スピーカに供給される。
【０１９６】
これにより、ヘッドホン１０５を通じて再生音声を聴取しているにも関わらず、図１３に示したように、リスナの前方に配置されたスピーカＳＬ、ＳＲから放音されているかのように聞こえる再生音声を聴取することができる。したがって、ヘッドホンを用いているにも関わらず、再生音声がリスナの頭の中でなっているような感じを受けるのではなく、前方のスピーカから放音されているかのような音声を聴取することができる。
【０１９７】
この様に実現される、音像定位処理が適用されたスピーカシステムであるが、データとして取り込んだ伝達関数ＨＬＬ、ＨＬＲ、ＨＲＲ、ＨＲＬが必ずしもリスナの聴感の特性に合致していない場合がある。
【０１９８】
それは、伝達関数を測定する一般にダミーヘッドマイクロホンと呼ばれるマイクの特性とヘッドホンにより音声を受聴するリスナの耳の特性とが一致しない事、ヘッドホンの種類や装着のばらつきなどで特性が異なってくる事などの影響が考えられる。
【０１９９】
この様な影響を低減するために、この様な伝達関数データとは別に音質調整用のイコライザを設け、リスナの聴感に合わせることがよく行なわれる。
【０２００】
しかしながら、この様なイコライザ処理を一般的なアナログ互換であるＩＩＲフィルタフィルタにより構成しようとした場合には、目的とする位置に音像を定位させることができない場合がある。
【０２０１】
つまり、ＩＩＲフィルタを用いると、上述もしたように、位相の回りや、郡遅延特性の乱れなどにより、本来の伝達特性が有する音像定位のための位相や時間関係がずれてくる事になり、音像定位が損なわれてしまうのである。
【０２０２】
そこで、このようなヘッドホンシステムに対して、この発明によるイコライザ装置を適用することを考える。図１６は、図１５に示した信号処理装置１０２に、この発明によるイコライザ装置を適用するようにした場合の例を説明するためのブロック図である。
【０２０３】
図１６に示すように、図１５を用いて説明した信号処理装置１０２において、加算器１０２５の後段にイコライザ装置１０２７を設け、加算器１０２６の後段に加算器１０２６の後段にイコライザ装置１０２８を設けた構成となっている。
【０２０４】
図１６において、イコライザ装置１０２７、１０２８のそれぞれが、図１〜図１１を用いて説明した第１〜第４の実施の形態のイコライザ装置の何れかが適用される。上述もしたように、第１〜第４の実施の形態のイコライザ装置は、いずれも直線位相特性を有するものである。
【０２０５】
したがって、上述した第１〜第４の実施の形態のイコライザ装置を用いてイコライザ処理を行うことにより、任意の振幅周波数特性を付加した場合であっても、元々の伝達特性が有する位相特性、郡遅延特性には影響を与えない。
【０２０６】
従って、図１６に示したように、イコライザ装置を付加するようにしても、イコライザ付加による音像定位の乱れは発生せず、良好な音像定位をもつヘッドホンシステム（バーチャルサラウンドヘッドホンシステム）を構成する事が可能となる。
【０２０７】
なお、上述の説明からわかるように、図１６に示したように、ＦＩＲフィルタ１０２１、１９２２、１０２３、１０２４、および加算器１０２５、１０２６からなる部分が音像定位処理を施す信号処理部であり、イコライザ処理部１０２７、１０２８が、この発明の構成を有するイコライザ部である。
【０２０８】
［第５の実施の形態の変形例］
図１６に示した信号処理装置１０２は、加算器１０２５、１０２６の後段に、この発明によるイコライザ装置を設けるようにしたものである。これに対して、この第５の実施の形態の変形例は、加算器１０２５、１０２６の前段に、この発明のイコライザ装置を設けるようにするものである。
【０２０９】
図１７は、この第５の実施の形態の変形例の信号処理装置１０２Ｘを説明するためのブロック図である。つまり、この変形例の信号処理装置１０２Ｘもまた、図１２に示したヘッドホンシステムの信号処理装置１０２として用いられるものである。
【０２１０】
そして、この変形例の信号処理装置１０２Ｘは、この発明によるイコライザ装置により求められる直線位相化されたイコライザ係数ＥＱと、本来の伝達関数との畳み込み演算処理を行い、その結果を新規フィルタ係数とする構成になっている。
【０２１１】
すなわち、図１７に示すように、左チャンネルにはＦＩＲフィルタ１０２１Ｓ、１０２２Ｓが設けられ、右チャンネルには、ＦＩＲフィルタ１０２３Ｓ、１０２４Ｓが設けられる。
【０２１２】
ＦＩＲフィルタ１０２１Ｓに対しては、この発明のイコライザ装置により求められる直線位相化されたイコライザ係数（調整情報）ＥＱと本来の伝達関数ＨＬＬとを畳み込み演算して求めた新たな伝達関数である新ＨＬＬを設定する。
【０２１３】
ＦＩＲフィルタ１０２２Ｓに対しては、この発明のイコライザ装置により求められる直線位相化されたイコライザ係数（調整情報）ＥＱと本来の伝達関数ＨＬＲとを畳み込み演算して求めた新たな伝達関数である新ＨＬＲを設定する。
【０２１４】
ＦＩＲフィルタ１０２３Ｓに対しては、この発明のイコライザ装置により求められる直線位相化されたイコライザ係数（調整情報）ＥＱと本来の伝達関数ＨＲＬとを畳み込み演算して求めた新たな伝達関数である新ＨＲＬを設定する。
【０２１５】
ＦＩＲフィルタ１０２４Ｓに対しては、この発明のイコライザ装置により求められる直線位相化されたイコライザ係数（調整情報）ＥＱと本来の伝達関数ＨＲＲとを畳み込み演算して求めた新たな伝達関数である新ＨＲＲを設定する。
【０２１６】
これにより、加算器１０２５、１０２６の前段において、ユーザーの指示入力に応じた周波数特性を音声信号に付加した上で、さらに目的とする仮想音像定位をも付加して出力することができる。
【０２１７】
図１８は、図１７において点線で囲んだ４つの部分のうち、最上部に位置する伝達関数ＨＬＬを用いる部分の具体的な構成を説明するためのブロック図である。図１８の例は、図１を用いて説明した第１の実施の形態のイコライザ装置１を適用した場合を示している。
【０２１８】
図１８において、図１に示した第１の実施の形態のイコライザ装置１と同様に構成される部分には、同じ参照符号を付している。すなわち、パラメータ入力部１４、ＩＩＲフィルタ１５、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６が、第１の実施の形態のイコライザ装置１が適用された部分である。
【０２１９】
そして、第１の実施の形態において説明したように、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６において、ユーザーからの指示入力に応じた周波数特性情報から直線位相化されたＦＩＲフィルタ係数（イコライザ係数）ＥＱが形成される。
【０２２０】
このイコライザ係数ＥＱと、予め求められた伝達関数ＨＬＬとが、畳み込み演算器９５において畳み込み演算処理されることにより、新たな伝達関数である新ＨＬＬが形成される。
【０２２１】
この新ＨＬＬがＦＩＲフィルタ１０２１Ｓに供給され、処理対象の音声信号に対して畳み込まれることにより、音声信号に対して、ユーザーからの指示に応じた周波数特性を付加することができると共に、所望の音像定位処理をも行うことができるようにされる。
【０２２２】
この図１８に示した構成のフィルタ部分が、図１７の点線で示した４つの部分のそれぞれに、対応する伝達関数を用いて構成される。
【０２２３】
なお、ここでは、第１の実施の実施の形態のイコライザ装置１を適用するようにしたが、これに限るものではない。上述した他のイコライザ装置２，３、４、５、６、７のいずれを適用することができる。また、第４の実施の形態を適用することももちろん可能である。
【０２２４】
また、上述したイコライザ装置２、３、５、７を用いるようにする場合には、音像定位のための伝達関数についても直交変換して周波数軸領域の信号とし、イコライザ係数ＥＱと乗算することにより、新たな伝達関数を求めるようにすればよい。この場合、音声信号に対して伝達関数によりユーザー指示の周波数特性と音像定位を施す部分も、乗算器の構成とすればよい。
【０２２５】
このように、この発明のイコライザ装置を、音像定位処理を施すヘッドホンシステムに搭載することができる。これにより、位相の遅延などを発生させること無く、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加すると共に、音像定位処理をも適切に施すことが可能なヘッドホンシステムを実現することができる。
【０２２６】
換言すれば、この第５の実施の形態のヘッドホンシステムの場合、どの様なイコライザカーブが設定されても、位相遅延や、郡遅延による音像の劣化を回避する事ができると共に、自由な音質調整をすることができる。
【０２２７】
なお、この第５の実施の形態の変形例において、パラメータ入力部１４が受付手段の機能を実現し、ＩＩＲフィルタ１５が特性情報形成手段の機能を実現し、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６が調整情報算出手段の機能を実現する。
【０２２８】
そして、畳み込み演算器９５Ｌが係数形成手段としての機能を実現し、ＦＩＲフィルタ１０２１Ｓが特性付加手段としての機能を実現している。
【０２２９】
＜第６の実施の形態＞
次に、この発明によるイコライザ装置を適用したスピーカシステムの具体例について説明する。スピーカシステムとしては、多チャンネルのいわゆるマルチチャンネルスピーカシステムも種々存在する。しかし、ここでは説明を簡単にするため、左右２チャンネルのスピーカシステムの場合を例にして説明する。
【０２３０】
図１９は、一般的なスピーカシステムの構成例を説明するためのブロック図である。図１９に示すように、左チャンネルについては、音声入力端子２０１Ｌ、信号処理部２０２Ｌ、Ｄ／Ａ（digital/Analog）変換器２０３Ｌ、アンプ２０４Ｌ、スピーカ２０５Ｌからなっている。
【０２３１】
信号処理部２０２Ｌは、ＳＰ逆フィルタ２０２Ｌ１と、イコライザ部２０２Ｌ２とからなっている。この信号処理部２０２Ｌは、例えば、ＤＳＰ（Digital signal Processor）によって構成される。
【０２３２】
ＳＰ逆フィルタ２０２Ｌ１は、当該スピーカシステムの左チャンネルの系が音声信号に与える特性をキャンセルするためのものである。イコライザ部２０２Ｌ２は、ユーザーからの指示に応じた周波数特性を音声信号に対して付加するものである。
【０２３３】
同様に、右チャンネルについては、音声入力端子２０１Ｒ、信号処理部２０２Ｒ、Ｄ／Ａ（digital/Analog）変換器２０３Ｒ、アンプ２０４Ｒ、スピーカ２０５Ｒからなっている。
【０２３４】
信号処理部２０２Ｒは、ＳＰ逆フィルタ２０２Ｒ１と、イコライザ部２０２Ｒ２とからなっている。この信号処理部２０２Ｒは、例えば、ＤＳＰ（Digital signal Processor）によって構成される。
【０２３５】
ＳＰ逆フィルタ２０２Ｒ１は、当該スピーカシステムの左チャンネルの系が音声信号に与える特性をキャンセルするためのものである。イコライザ部２０２Ｒ２は、ユーザーからの指示に応じた周波数特性を音声信号に対して付加するものである。
【０２３６】
図１９に示したような直線位相スピーカシステムは位相特性が直線であるため、音像定位に優れるという特徴がある。そして、設置状態や、ユーザーの好みに応じて、音質を調整するためにイコライザ部として、従来のＩＩＲ型イコライザやアナログイコライザを設けることが考えられる。しかし、従来のＩＩＲ型イコライザやアナログイコライザの場合、位相特性が乱れ、音像定位にも悪影響を及ぼす場合があると考えられる。
【０２３７】
そこで、この第６の実施の形態にスピーカシステムにおいては、図１９において、ＳＰ逆フィルタ２０１Ｌ１とイコライザ部２０１Ｌ２とからなる信号処理部２０２Ｌを、ＳＰ逆フィルタとイコライザ部とを一体化するように構成する。
【０２３８】
このようにすることによって、ＳＰ逆フィルタ係数とイコライザ係数とを１つの係数として入力音声信号に畳み込むことができるようにし、音像定位劣化のない、直線位相スピーカシステムを実現する。
【０２３９】
なお、右チャンネルの信号処理部２０２Ｒについても同様の構成にするが、ここでは説明を簡単にするため、左チャンネルの信号処理部２０２Ｌの構成について具体的に説明する。
【０２４０】
図２０は、ＳＰ逆フィルタとイコライザ部とを一体化することにより、ＳＰ逆フィルタ係数とイコライザ係数とを１つの係数として入力音声信号に畳み込むことができるようにした信号処理部２０２Ｌの構成例を説明するためのブロック図である。図２０の例は、図１を用いて説明した第１の実施の形態のイコライザ装置１を適用した場合を示している。
【０２４１】
図２０において、図１に示した第１の実施の形態のイコライザ装置１と同様に構成される部分には、同じ参照符号を付している。すなわち、パラメータ入力部１４、ＩＩＲフィルタ１５、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６が、第１の実施の形態のイコライザ装置１が適用された部分である。
【０２４２】
そして、第１の実施の形態において説明したように、ＦＩＲフィルタ係数算出部１６において、ユーザーからの指示入力に応じた周波数特性情報から直線位相化されたＦＩＲフィルタ係数（イコライザ係数）ＥＱが形成される。
【０２４３】
このイコライザ係数ＥＱと、予め求められたＳＰ逆フィルタ係数ＲＳＰとが、畳み込み演算器９６において畳み込み演算処理されることにより、合成された新たな係数ＭＸが形成される。
【０２４４】
この新たな係数ＭＸがＦＩＲフィルタ９７Ｌに供給され、これが処理対象の音声信号に対して畳み込まれる。これにより、音声信号に対して、ユーザーからの指示に応じた周波数特性を付加することができると共に、スピーカ特性をもキャンセルすることができるようにされる。
【０２４５】
この図２０に示した構成の信号処理部が、右チャンネルの信号処理部２０２Ｒについても適用される。
【０２４６】
なお、ここでは、第１の実施の実施の形態のイコライザ装置１を適用するようにしたが、これに限るものではない。上述した他のイコライザ装置２，３、４、５、６、７のいずれを適用することができる。また、第４の実施の形態を適用することももちろん可能である。
【０２４７】
また、上述したイコライザ装置２、３、５、７を用いるようにする場合には、ＳＰ逆フィルタ係数ＲＳＰについても直交変換して周波数軸領域の信号とし、イコライザ係数ＥＱと乗算することにより、新たな係数ＭＸを求めるようにすればよい。この場合、音声信号に対してユーザー指示の周波数特性とスピーカ特性をキャンセルする部分も、乗算器の構成とすればよい。
【０２４８】
このように、この発明のイコライザ装置を、スピーカシステムに搭載することができる。これにより、位相の遅延などを発生させること無く、ユーザー指示に応じた周波数特性を付加すると共に、スピーカ伝達特性をもキャンセルし、直線位相特性に優れたスピーカシステムを実現することができる。
【０２４９】
換言すれば、この第６の実施の形態のスピーカシステムの場合、どの様なイコライザカーブが設定されても、位相遅延や、郡遅延による音像の劣化を回避する事ができると共に、自由な音質調整をすることができる。
【０２５０】
なお、この第６の実施の形態の変形例において、パラメータ入力部１４が受付手段の機能を実現し、ＩＩＲフィルタ１５が特性情報形成手段の機能を実現し、ＦＩＲフィルタ係数算出部が調整情報算出手段の機能を実現する。
【０２５１】
そして、畳み込み演算器９６Ｌが係数形成手段としての機能を実現し、ＦＩＲフィルタ９７Ｌが特性付加手段としての機能を実現している。
【０２５２】
＜その他＞
なお、上述した実施の形態のイコライザ装置は、イコライザ装置単体として構成することが可能であるし、他の音響機器、例えば、アンプ装置、種々の音響再生装置、音響記録再生装置にこの発明のイコライザ装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５３】
【図１】この発明の第１の実施の形態のイコライザ装置１を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示したイコライザ装置１の１ｋＨｚを中心周波数とした場合のＦＩＲフィルタ１２の特性を示す図である。
【図３】ＦＩＲフィルタ１２のインパルス応答の様子を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の変形例１のイコライザ装置２の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例２のイコライザ装置３の構成を説明するためのブロック図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態のイコライザ装置４を説明するためのブロック図である。
【図７】図６に示したイコライザ装置４のデータ転置部４３の処理を説明するための図である。
【図８】第２の実施の形態の変形例のイコライザ装置５の構成を説明するためのブロック図である。
【図９】この発明の第３の実施の形態のイコライザ装置６を説明するためのブロック図である。
【図１０】第３の実施の形態の変形例のイコライザ装置７の構成を説明するためのブロック図である。
【図１１】目標とする振幅周波数特性と、実際の振幅周波数特性とを示す図である。
【図１２】この発明の第５の実施の形態のヘッドホンシステムの基本的な構成を説明するための図である。
【図１３】図１２のヘッドホンシステムに適用された仮想音像定位処理の概念図である。
【図１４】伝達特性のインパルス応答の例を示す図である。
【図１５】信号処理装置１０２の構成例を説明するための図である。
【図１６】この発明のイコライザ装置が適用された信号処理装置１０２の構成例を説明するための図である。
【図１７】この第５の実施の形態の変形例の信号処理装置１０２Ｘを説明するためのブロック図である。
【図１８】図１７において点線で囲んだ４つの部分のうち、最上部に位置する伝達関数ＨＬＬを用いる部分の具体的な構成を説明するためのブロック図である。
【図１９】一般的なスピーカシステムの構成例を説明するためのブロック図である。
【図２０】ＳＰ逆フィルタ係数とイコライザ係数とを１つの係数として入力音声信号に畳み込む信号処理部２０２Ｌの構成例を説明するためのブロック図である。
【図２１】ＩＩＲフィルタの構成例を示す図である。
【図２２】１ｋＨｚを中心周波数としたピークフィルタをＩＩＲフィルタにて実現した場合の振幅周波数特性（上側）および郡遅延特性（下側）を示す図である。している。
【図２３】図２２の場合のインパルス応答を示す図である。
【図２４】図２２、図２３に示した様な特性を有するＩＩＲフィルタにスイープサイン信号を入力した場合の様子を示す図である。
【図２５】ＦＩＲフィルタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０２５４】
１…イコライザ装置、１１…デジタル音声信号の入力端１１、１２…ＦＩＲフィルタ、１３…デジタル音声信号の出力端、１４…パラメータ入力部、１５…ＩＩＲフィルタ、１６…ＦＩＲフィルタ係数算出部１６、１６１…振幅等価処理部、１６２…位相等価係数発生器、２…イコライザ装置、２１…直交変換部、２２…乗算器、２３…逆直交変換部、２４…直交変換部、２５…調整情報算出部、２５１…振幅等価処理部、２５２…位相等価係数発生器、３…イコライザ装置、３１…インパルス発生器、３２…窓関数処理部、４…イコライザ装置、４１…調整情報算出部、４１１…振幅等価処理部、４１２…位相等価係数発生器、４２…逆直交変換部、４３…データ転置部、５…イコライザ装置、５１…直交変換部、５２…乗算器、５３…逆直交変換部、５４…直交変換部、６…イコライザ装置、６１…ＩＩＲフィルタ部、６２…スペクトル振幅算出器、１０２７、１０２８…イコライザ装置、１０１Ｌ…左チャンネル音声入力端子、１０２１Ｓ…ＦＩＲフィルタ、１０２５…加算器、９５Ｌ…畳み込み演算器、２０１Ｌ…左チャンネル音声入力端子、９６Ｌ…畳み込み演算器、９７Ｌ…ＦＩＲフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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